医学基因组学

研究表明，除了外部环境因素之外，人类遗传基因特征对自身健康也有着直接影响。医学基因组学是基因组学与医学领域交叉学科，其研究目标是在基因组学研究基础上，从分子层面了解各类疑难疾病发病机制和恢复过程，从而为疾病预防、诊断和治疗提供新的战略方法与工具。早在1995年，德国政府就启动了德国人类基因组计划。2001年，联邦教研部启动了国家基因组学研究网（NGFN）一期计划；2004年，在一期计划的基础上，联邦教研部又启动实施了国家基因组学研究网二期计划。2008年，联邦教研部相继启动了医学基因组学集成研究联盟、医学基因组学研究创新联盟和医学基因组学国际合作计划等研究项目。

（一）项目实施情况

2001年，联邦教研部启动了为期五年、投资1.79亿欧元的国家基因组学研究网一期计划，重点支持人类健康研究和五大高发疾病的研究，解决基因组研究中的伦理、社会和法律等问题。2004年，联邦教研部新追加了1.35亿欧元投资支持为期3年的国家基因组学研究网二期计划，根据二期计划新建疾病基因组网络9个，增建了12个高性能的系统方法学平台用以开展高通量技术研究，补充设立了19个人类基因组应用研究项目。在二期计划框架支持下，德国科研人员参与了60个欧盟项目，并研究发现了老年痴呆症、帕金森病、癫痫、慢性发炎性肠道疾病和心血管疾病的风险基因。2008年，联邦教研部启动了国家基因组学研究网医学基因组学集成研究联盟计划。有26个机构参与了医学基因组学集成研究联盟，该计划包括了300多个研究主题，主要是利用人类基因组学的研究成果和交叉学科的研究方法全面了解癌症、神经疾病、心血管疾病和传染病等重大疾病的致病过程，并研究提出新的诊断和治疗方法。同年，联邦教研部还构建了8个国家基因组学研究网医学基因组学研究创新联盟，旨在加强医药基因组学领域的产学研结合，推动最新技术成果的市场转化。2009年底，联邦教研部又启动了心血管和代谢性疾病基因组与病理学研究项目。

（二）重点领域进展

1.心脏衰竭症研究 心脏衰竭症是德国死亡比例最高的疾病。研究表明，心脏衰竭症与患者基因构成有关：由于基因突变使得人体心脏肌肉蛋白发生变异，从而引发了心脏衰竭。在国家基因组学研究网医学基因组学集成研究联盟计划的支持下，海德堡大学、哥廷根大学和慕尼黑大学的研究人员从基因遗传变异、细胞信号路径与外部环境因素三个层面开展了合作研究，成功揭示了心脏衰竭症的诱发分子，并开发了心脏衰竭监测仪。在国家基因组学研究网医学基因组学研究创新联盟计划支持下，海德堡大学医院正在研发利用诱饵寡核苷酸治疗心脏衰竭的新治疗方法，分析识别三种致病转录因子特征，模拟合成诱饵寡核苷酸，捕捉过剩的致病转录因子，从而达到治疗心脏衰竭症的目的；利用项目研究成果，雅芳制药公司已经开发了治疗哮喘、湿疹等疾病的新药物，并已在数百名患者群中进行了安全性试用。

2.帕金森症与老年痴呆症研究 老年痴呆症和帕金森症都是由于脑神经细胞非正常死亡而引起的神经退化性疾病。到目前为止，还尚未研发出合适的治疗药物。在国家基因组学研究网医学基因组学集成研究联盟计划框架下，来自德国、美国和法国的6个研究团队联合承担神经网络合作研究项目，共同研究神经退化性疾病的致病基因和分子机制。目前，项目研究人员已经筛选分析出了100种病患过程中产生的蛋白质。下一步，研究人员将对1000种疾病蛋白质与2万种蛋白进行配对测试，并最终生成2000万种的蛋白质组合，利用生物信息学和系统生物学方法分析它们之间的相互作用，以求最终破解神经退化性疾病的致病分子机制。

3.癌症治疗研究 在国家基因组学研究网医学基因组学集成研究联盟计划框架下，联邦教研部支持德意志癌症研究中心、欧洲分子生物研究实验室、海德堡大学妇科医院和柏林马普分子遗传研究所共同开展癌细胞信号通路研究，利用基因图谱、功能分析和细胞显微镜等技术，构建癌症细胞信号通路的数学模型，分析多基因组交互作用情况下细胞信号通路间的联系，并利用数学模型与具体实验相结合的方法来检验癌症诊断标记物的质量，帮助分析和检测新型分子药物作用。同时，海德堡大学妇科医院还与德意志癌症研究中心、哥廷根大学、弗赖堡大学系统生物学研究中心及Roche医药公司联合承担了医药系统生物学项目，并研发出了有效治疗乳腺肿瘤的新药——赫赛汀。

4.新型抗感染药物研究 由病毒、细菌或寄生虫引发的感染类疾病是世界上最主要的致死疾病：当前，全球每年约有300万人死于疟疾，约有200多万人死于艾滋病，约有60万人死于伤寒。在国家基因组学研究网医学基因组学集成研究联盟计划框架下，明斯特大学分子生物学中心、哥廷根灵长类研究中心、维尔茨堡生物中心、柏林马普学会传染生物学研究所和柏林马普学会分子遗传学研究所的研究人员对8种重要感染病病原体（艾滋病、伤寒、脑膜炎、肺炎、胃溃疡、弓形体病、腹泻和疟疾等）开展了病原体核糖核酸控制研究。研究人员分析病原体RNA剖面变化规律，利用短ncRNA方法生成模板蛋白质，开发出可用于干扰阻断病原体RNA分子代谢功能的新型抗感染药物。

5.控制沉默基因 控制沉默基因是指通过RNA干扰，使病毒蛋白质无法合成，令特定致病基因保持沉默，达到防御和治愈艾滋病和癌症等重大疾病的目的。RNA干扰要采用降解到21～28个核苷酸的个体小干扰RNAs，但是由于成本昂贵、通用性差等原因，个体小干扰RNAs还仅仅限于在实验室范围内合成使用。在国家基因组学研究网二期计划项目支持下，马普学会分子细胞生物和遗传学研究所、德意志基因组资源研究中心与Cenix生物科技公司共同开发新基因座，利用基因座可以更有效地识别和选择小干扰RNAs。目前，项目研究人员已经利用高通量技术构建了近1.6万个人类基因和小鼠基因的小干扰RNAs制备池。下阶段，联邦教研部还将继续通过国家基囚组学研究网二期计划项目，支持小干扰RNAs制备池商业化生产。